B Spindel Montering Sjekkpunkt (SAC)
spindelen montering sjekkpunkt (SAC) er en biokjemisk vei som kan forsinke metaphase å anaphase overgang i nærvær av fristilt kinetochores og muligens mangel på spenning over søster kinetochores (Li og Nicklas, 1995; Musacchio og Laks, 2007; Rieder et al. I 1995; Rudner og Murray, 1996). De ulike gener og tilhørende proteiner som virker innenfor de SAC veien ble først identifisert i genetisk skjermer av gjær., Disse skjermene avdekket seks gener som er nødvendig for SAC funksjon, MAD1-3 (mitotic arrest defekt), BUB1, BUB3 (spirende uhemmet av benomyl), og MPS1 (monopolar spindler) (Hardwick og Murray, 1995; Hoyt et al., 1991; Li og Murray, 1991; Roberts et al., 1994; Weiss og Winey, 1996; Winey et al., 1991). Senere studier har identifisert homologs i høyere eukaryotes, hvor MAD3 kalles BUBR1.
Når mitotic oppføring, SAC er aktiv (Khodjakov og Rieder, 2009), og det er opprettholdt i en aktiv tilstand, så lenge ikke kinetochores er til stede., Både Mad1 og Mad2 lokalisere på fristilt kinetochores (Howell et al., 2004; Shah et al., 2004; Waters et al., 1998), og samspillet mellom Mad1 og Mad2 gir en conformational endring i Mad2 (DeAntoni et al., 2005), kjører den til å binde seg til og sequester Cdc20 (Fang et al., 1998; Hwang et al., 1998; Kim et al., 1998), en aktivator av anaphase fremme komplekse, eller cyclosome (APC/C) (Hwang et al., 1998; Kim et al., 1998; Li et al., 1997). I tillegg, Bub1 og BubR1 (MAD3 i gjær) er rekruttert til tensionless kinetochores (Skoufias et al.,, 2001), hvor de videre samhandle med Mad2 danner mitotic checkpoint komplekse (Sudakin et al. I 2001; Tang et al., 2001), noe som også hemmer APC/C. APC/C er en E3 ubiquitin ligase som koder spesifikke substrater for nedbrytning av proteasome. To viktige underlag er proteiner Securin og Cyclin B, som begge er nødvendig for gjennomføring av mitose (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Minshull et al., 1990; Peters, 2006; Whitfield et al., 1990; Zou et al., 1999)., Securin hemmer enzymet separase, som er nødvendig for å cleave cohesin proteiner holder søster kromatidene sammen (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Uhlmann et al., 1999). Dermed nedbrytning av securin fører til aktivering av separase, nedbrytning av cohesin, og søster side av separasjon, som markerer anaphase utbruddet (Cohen-Fix et al., 1996; Funabiki et al., 1996; Zou et al., 1999). Cyclin B nedbrytning vil da sørge for mitotic avslutt og gjennomføring av celledeling.,
SAC dysfunksjon alltid fører til kromosom mis-segregering fordi det fører til cellene for å angi anaphase før amphitelic vedlegg kan oppnås av alle kromosomer enten ved å fremskynde mitotic progresjon eller ved å gjengi cellene i stand til å forsinke anaphase utbruddet i nærvær av fristilt kinetochores (Meraldi et al., 2004). Som en konsekvens, veslevoksen anaphase utbruddet er forbundet med en rekke mitotic feil, inkludert anaphase henger kromosomer og segregering av både søster kromatidene til samme datter celle som genererer kromosomavvik hos den avkom., Dermed mutasjoner i SAC gener har potensial til å spille en rolle i tumorigenesis og kreft celle karyotypic mangfold. Faktisk, Cahill og co-arbeidere identifisert en mutasjon i SAC genet BUB1 i en CIN kolorektal cellelinje (Cahill et al., 1998), og hevdet at dette kan forklare den CIN som tidligere hadde blitt observert i kolorektal kreft (Lengauer et al., 1997). Interessant, BUB1 og BUBR1 mutasjoner har blitt identifisert i noen personer som berøres av mosaikk spraglete kromosomavvik hos (MVA) (Hanks et al., 2004; Suijkerbuijk et al.,, 2010), et syndrom assosiert med økt risiko for kreft, og der pasientenes somatiske celler viser høye nivåer av trisomies og monosomies (Kajii et al., 1998, 2001).
ideen om at SAC dysfunksjon kan spille en rolle i tumorigenesis bedt om en rekke studier i mus modeller. Fordi SAC-null-mus er vanligvis embryonale dødelig, disse studiene ble det brukt mus som enten var haploinsufficient eller gjennomført hypomorphic mutasjoner i spesifikke SAC gener. Resultatene varierte noe og ikke avsløre en klar sammenheng mellom mutasjoner i SAC gener, kromosomavvik hos, og tumorigenesis., Men, i mange tilfeller haploinsufficient eller muterte dyr var mer utsatt for å utvikle enten spontan (Iwanaga et al., 2007; Michel et al., 2001) eller kreftfremkallende stoff-indusert (Babu et al., 2003; Dai et al., 2004; Iwanaga et al., 2007; Jeganathan et al., 2007) svulster i forhold til vill-type mus. Ett unntak er representert ved BubR1, som mutasjoner ikke resultere i økt svulst forekomsten, men heller i senescence phenotypes (Baker et al., 2004). Interessant, overexpression av ulike SAC gener er funnet i kreftceller (Yuan et al.,, 2006) og funksjonelle tester av Mad2 overexpression i mus resultere i 40-55% aneuploid MEFs (mus embryonale fibroblaster), og en 50% tumor-insidens (Sotillo et al., 2007). Disse funnene tyder på at de SAC veien må være fint balansert for å hindre kromosomavvik hos. Alternativt kan denne effekten kan være spesifikke for Mad2 overexpression og kan skyldes andre SAC-uavhengig funksjon(s) av protein (Weaver et al., 2008).
på Grunn av den innledende identifikasjonen av et checkpoint gene mutation i kolorektal kreft celler (Cahill et al.,, 1998) og virkningen at SAC genmutasjoner har på tumorigenesis i mus modeller, mange forskere begitt seg ut på en rekke mutational analyser av kreft celler av annen opprinnelse med ideen om at de fleste kreftformer ville vise mutasjoner i SAC gener. Overraskende mange av disse studiene fant ingen mutasjoner i SAC gener (Myrie et al. I 2000; Saeki et al., 2002; Sato et al. I 2000; Yamaguchi et al., 1999) og bare noen få identifisert mutasjoner i en liten brøkdel av cellelinjer analysert (Haruki et al., 2001b; Sato et al.,, 2000), peker til ideen om at mutasjoner i SAC gener kan resultere i priser på kromosom mis-segregering som er for høye til å være kompatibel med celle overlevelse. Derfor, selv om SAC mutasjoner kan føre til kromosomavvik hos og i prinsippet fremkalle svulster (se ovenfor), det faktum at SAC genmutasjoner er i stor grad fraværende i kreftregisteret viser at de ikke bidra vesentlig til CIN fenotypen og karyotypic mangfold av kreft celler.